高扬
- 作品数：13 被引量：47H指数：5
- 供职机构：中国科学院更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术建筑科学理学天文地球更多>>
- 小推力取样返回轨道的全局优化被引量：3
- 2010年
- 本文介绍了2009年首届全国深空轨道设计竞赛冠军代表队的优化方法和设计结果。竞赛的题目可以归结为指定目标天体的小推力取样返回轨道的优化设计问题（暂不考虑利用行星引力辅助）。采用一组无奇点的春分点根数来表示小推力探测器的动力学模型；针对任意两个开普勒轨道之间的小推力交会问题，从最优控制理论出发，给出了协态变量微分方程和最优控制律，基于庞特里亚金极小值原理对有界控制量的结论预先设定了去程和回程的开一关一开发动机工作顺序；将去程和回程的转移轨道设计问题转化为非线性参数优化问题，利用顺序二次型规划法求解，并给出了初始协态变量、发射时刻、转移时间的初值猜测方法。为了得到全局优化的设计结果，问题求解分为三个阶段：1）分别求解去程和回程转移轨道；2）将去程和回程转移轨道合并为一条轨道进行整体优化；3）遍历不同发射时刻得到一系列局部优化结果，选择最好的局部解作为最终的设计结果。最后，对其它代表队的方法（主要是智能优化算法）给出了初步的对比和评述。
- 王俐云何胜茂高扬
- 关键词：小推力全局优化智能优化算法
- 第三届深空轨道设计竞赛冠军团队方法与结果被引量：2
- 2012年
- 介绍了2011年第3届全国深空轨道设计竞赛冠军团队中科院空间应用工程与技术中心(筹)的设计方法与结果.设计方法包括总体设计思路、小推力转移轨道优化方法、小推力轨道简化模型、行星引力辅助序列设计、小行星搜索方法等.给出了具体设计步骤以及初步和最终的设计结果.最后,总结了从此次设计过程中获得的若干经验与启示.
- 何胜茂谭高威高扬
- 关键词：深空探测小推力
- 空间小推力轨道最优Bang-Bang控制的两类延拓解法综述被引量：5
- 2017年
- 介绍了空间小推力轨道优化问题中的最优Bang-Bang控制问题,对两类延拓解法给出了描述:第一类解法首先求解能量最优解,然后采用能量–燃耗同伦得到最优Bang-Bang控制;第二类解法引入推力开关切换准则,以双脉冲解作为初解,通过参数延拓得到最优Bang-Bang控制。对两类延拓解法进行了比较,指出了各自的优势与特点。对延拓方法应用于求解更加复杂的小推力轨道设计问题进行了展望,提出了包含初解、延拓与拼接三要素的人工智能轨道优化概念。
- 朱政帆高扬
- 关键词：BANG-BANG控制人工智能
- 电火箭星际航行:技术进展、轨道设计与综合优化被引量：22
- 2011年
- 早在1963年,钱学森先生在他出版的专著《星际航行概论》中阐述了星际航行研究的重要性以及电火箭技术在星际航行中的应用前景.与传统化学推进相比,高比冲电火箭或电推进技术有望为星际航行任务承载更多有效载荷以及实现更佳航行性能.与此同时,与电火箭技术应用相关的连续推力轨道分析与优化设计为航天轨道力学注入了新的研究内容,并指导着电火箭星际航行的未来发展.该文将依次介绍电火箭技术进展、连续推力轨道设计以及电火箭星际航行的综合优化问题,力图描述电火箭应用于星际航行的基本内容与实现途径以及应用于载人深空飞行的设想.
- 高扬
- 关键词：电火箭电推进星际航行连续推力
- 第二届全国深空轨道设计竞赛总结被引量：6
- 2011年
- 简要地总结了第二届全国深空轨道设计竞赛的题目、评价标准、各参赛队设计结果以及从设计结果获得的启示.
- 高扬祝开建李恒年车征
- 月面远程运输飞行轨迹优化设计被引量：2
- 2015年
- 针对月球表面不同区域之间的载人或载货运输问题,设计了一种基于上升-巡航-下降模式的燃料最省飞行轨迹。首先通过求解不同飞行时间的Lambert问题确定了最佳飞行时间,并获得了对应的双脉冲解,然后利用有限推力替代两次速度脉冲,建立了非线性规划问题,求解得到了有限推力燃料最省飞行轨迹。优化设计过程中主要研究了两个主要难点:bang-bang控制与飞行高度约束。这两个问题通过推力加速度与飞行时间的数值延拓得以解决,同时揭示了月面飞行的基本原理。最后给出了3种不同应用场景的仿真算例,仿真结果表明,当飞行时间为小时量级时,上升-巡航-下降飞行模式下的优化解即为燃料最优解,如果飞行距离较远,则还需要适当增加飞行时间从而满足飞行高度约束。
- 朱小龙马剑刘强高扬
- 关键词：BANG-BANG控制
- 从日地系统L2出发借力月球飞越近地小行星
- 2016年
- 对于停留在日地系统L2的"嫦娥2号"探测器,其后续飞行方案有多个选项,例如主动撞月或重返月球轨道、返回地球轨道或再入大气、飞往地月系统L1/L2或日地系统L1、进入深空飞越近地小行星(最终,"嫦娥2号"于2012年12月13日成功地实现了对Toutatis小行星的近距离飞越)。探讨上述的飞行方案需要对飞行轨道进行初步设计,总的速度脉冲限制在100 m/s以内并且需要考虑探测器同时受到太阳、地球、月球的引力作用。本研究设计了探测器从日地系统L2出发借力月球实现Toutatis小行星飞越的飞行方案,与直接飞越方案相比,借力月球可以进一步节省探测器的燃料消耗,其等效速度脉冲设计值为58.47 m/s。
- 何胜茂彭超高扬
- 深空探测器多次引力辅助转移轨道全局搜索被引量：5
- 2012年
- 介绍行星引力辅助近似模型,包括近行星点无动力和有动力两种方式;采用开普勒轨道拼接法与双脉冲Lambert算法,建立多次引力辅助转移轨道的参数优化模型;通过广度优先搜索算法对引力辅助行星序列进行穷举,对发射窗口和天体间转移时间进行离散化网格搜索,每一步网格搜索后均采用合理的定界剪枝方法,减少后续计算量。这种全局搜索方法不需要提前指定引力辅助行星序列,并可得到对应不同飞行时间以及不同引力辅助次数的搜索结果,获得若干多天体引力辅助转移轨道初步结果,为进一步局部优化设计奠定基础。文章给出几组全局搜索算例,得到从地球到火星、木星和土星的多次引力辅助转移轨道,验证了全局搜索方法的有效性。
- 谭高威高扬杨新
- 关键词：深空探测参数优化广度优先搜索
- 近圆参考轨道卫星编队洛仑兹力控制
- 2012年
- 基于运动电荷在磁场中切割磁力线受到洛仑兹力作用的物理规律,分析了两种带电模式对经典轨道根数长期变化的影响:(1)卫星恒定带电模式;(2)前半个轨道周期卫星带电、后半周期不带电的非恒定带电模式.恒定带电模式可以有效地改变轨道升交点赤经、近地点幅角以及平近点角,对轨道半长轴、偏心率和倾角几乎不产生长期影响;而非恒定带电模式则可以有效地改变轨道偏心率.基于洛仑兹力作用下轨道根数长期变化规律以及轨道根数差描述的带电副星相对于不带电主星的运动,提出了利用洛仑兹力以及两种带电模式实现地球低轨近圆参考轨道卫星编队的控制策略,包括编队绕飞椭圆大小重构与编队中心漂移控制,解析求解了副星所需的带电量,并利用数值仿真验证了洛仑兹力控制的可行性.需要指出的是,洛仑兹力轨道控制无需消耗推进工质.
- 彭超高扬
- 关键词：地球磁场洛仑兹力卫星编队编队重构
- 星间洛仑兹力编队飞行的平衡点及零速度曲面
- 2015年
- 提出了一种新的利用星间洛仑兹力控制卫星相对运动的方法:使主星产生自旋磁场,副星带电,通过控制副星所受的星间洛仑兹力进行编队。假设主星产生的人造磁场表现为偶极子并且运动在一条开普勒圆形轨道上,副星恒定带电并在主星附近运动,同时假设星间洛仑兹力只影响副星的运动而不影响主星的运动。推导了副星在主星HCW(当地垂直当地地平坐标系)坐标系下的相对运动动力学方程。针对偶极子与HCW坐标轴X轴重合的情况下,推导了动力系统下的平衡点(并采用稳定性分析方法分析其线性化意义下的稳定性)、积分常数和零速度曲面,证明了有界相对运动的存在。最后用数值仿真验证了上述结论。
- 彭超高扬
- 关键词：磁偶极子卫星编队
